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20度背后——西门子携手华电电科院:化合为分的智慧

2018年11月29日

每年的11月15日,都是北方人的一个大日子。因为从那一天起,滚滚热流就通过暖气管道送入千家万户,任由外面大雪纷飞,屋内也能穿着单衣,吃冰激凌啦。而相比之下,南方小伙伴的取暖方式则更为硬核——全凭一身正气。

那么问题来了,同样是冷,为什么南方不实行集中供暖??

供暖基础设施建设欠缺,建筑结构保暖性差,能源消耗,环境污染等都是重要原因,这也表明北方集中供暖的模式并不适合南方。

当然,瑟瑟发抖的南方小伙伴不会一直承受寒冷的物理攻击。随着技术进步和新型供暖方式的引入,过一个温暖舒适的冬天,将不是难题。不过也不用等到将来,分布式能源系统的发展,为解决供电和供暖等这类问题提供了理想的途径。

那么,什么是分布式能源系统??

简单来说,就是"在哪儿用能,就在哪儿产能"。

与集中式供电不同,分布式能源系统位于用电端周边,可以自发自用,如果有余电还可以馈还给主电网,获得经济收益。同时,由于系统在产能时多使用风能、太阳能和天然气等可再生能源或清洁能源,它还具有清洁、高效等特点。

在分布式能源领域,西门子有着先进的技术与丰富的经验,通过与合作伙伴携手,不断推进分布式能源系统的研究和实践。

  最复杂的微网实验室工程

华电电力科学研究院有限公司搭建的国家能源分布式能源技术研发(实验)中心,坐落于杭州一个2.6万平方米的园区,并以园区为研究和实验对象,开展分布式能源系统的可行性与经济性等方面的研究。

园区使用的能源大部分来自分布式能源系统。由于系统整合了光伏发电与燃气发电,需要同时管理电、热和冷等多种能源,它也是目前国内分布式能源种类最多且最复杂的微网实验室工程之一。在安装上,它设备种类较多,接口不一,不易统一接入微电网管理系统。在电网运行上,它不仅技术标准复杂,运行控制难度也很大。

基于种种考虑,研发中心选择了西门子SICAM AK1703微网控制器和包括MGMS微网管理高级应用在内的Spectrum Power能源监控管理平台,来管理园区内的多种能源。

为了将设备连接到Spectrum Power平台,西门子对园区内的微燃机、内燃机和换热器等相关设备做了细致的考察,根据实际情况更新或重绘了设备图纸,并以此为依据对系统做了本地化匹配,最终顺利将设备全部接入平台。

而在电网运行上,Spectrum Power平台则凭借其强大的功能,保证了微电网高效、节能、灵活和稳定的运行。

"一石三鸟",高效产能

占地广阔的园区在运转时需要大量电力与热能的支持。一般来说,建筑物需要从电网获取电力,而通过燃煤得到热能。但是,在使用分布式能源系统后,园区内的燃气内燃机和微燃机在燃烧天然气发电时能将产生的热能也收集起来,并通过一系列装置将它们转化为人们工作、生活时需要的热能和冷,实现了冷热电三联供。这种"一石三鸟"的产能方式大大提高了能源利用率。

西门子的Spectrum Power平台则可以根据园区的实际用能需要,调整冷、热和电三种能源的产量,让能源"物尽其用"。

  精打细算,智慧"持家""

研发中心使用的一次能源包括天然气与太阳能。西门子Spectrum Power平台搭载的MGMS微网管理系统可以利用先进的优化算法,根据用户侧用电量和能源价格的波动,制定经济性最高的微电网运行计划。

举例来说,当公共电网电价较低时,系统会增加从公共电网购买的电量,停止微电网内燃气发电,并利用光伏发电为储能系统蓄满电力。而当公共电网电价较高时,系统则会减少从公共电网购买的电量,转而使用储能系统中的电力,或主要使用燃气发电和光伏发电。

此外,MGMS微网管理系统的预测算法还可以根据天气情况和历史数据对发电及储能情况进行预测性计算,制定未来发电计划。

  稳如泰山,不惧停电

作为园区运营者,最操心的恐怕就是电网的稳定了。由于太阳能受天气影响较大,为保证微电网不会在光伏发电量波动时受到冲击,MGMS微网管理系统可以利用平滑滤波功能,通过灵活调度储能系统与燃气发电设备,对光伏发电进行平衡和补充,保证了供电稳定。

而当公共电网出现故障,微电网也面临停电风险时,MGMS微网管理系统可以自动切换到离网状态,并利用自己的发电与储能系统维持微电网正常运行,等需要时再自动并回公共电网。它还可以利用储能系统进行黑启动,实现完全停电状态下的重启,研发中心再也不用担心停电。

  迈向可持续的未来

截至2018年7月,研发中心实验平台内所有西门子相关系统与设备都已投运。在未来,研发中心的研究成果将被应用到其它分布式能源项目中。

除实验室项目外,西门子也已积极参与到微电网相关的商用项目中,其中就包括由阳光电源股份有限公司承建的合肥市高新区微电网示范项目,西门子将为阳光电源提供基于新能源发电、储能和产业园区负荷的能源微网管理系统。该项目是国家发改委与国家能源局于2017年公布的28个新能源微电网示范项目之一。

通过‘舍远求近'、‘化合为分',我们与西门子携手,做到了智慧的能源生产、使用和管理。研发中心的研究成果将对我们未来在分布式能源领域的探索起到指导性的作用。我们相信,与西门子的携手合作将帮助我们迈向一个更加可持续的未来。

华电电科院研发中心项目对西门子来说具有开创性的意义,它的MGMS微网管理系统是西门子在中国成功落地的第一个微网管理系统。以此为起点和标杆,我们正在持续深耕分布式能源领域。

标签:西门子 Spectrum Power平台 我要反馈
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